И.О. Гилев, А.Б. Шубин, П.В. Котенков.
АННОТАЦИЯ
Изучены термодинамические характеристики расплавов системы алюминий-гафний. Проведен анализ известных (ΔfH0298) и расчет неизвестных (S0298), (H0298 – H00), Cp(T) и Cp(liq)) термодинамических свойств конгруэнтно плавящихся соединений Al3Hf, Al2Hf, AlHf и Al2Hf3. Значения стандартных энтальпий образования интерметаллидов были заимствованы из литературы, где были рассчитаны на основе полуэмпирической модели Миедема, и составили -142.4, -134.1, -100.6, -225 кДж/моль для каждого из интерметаллидов, соответственно. Результаты анализа и расчетов были использованы при термодинамическом моделировании (ТМ) расплавов системы Al-Hf. В качестве расчетного инструмента при ТМ применялся программный комплекс «TERRA». При моделировании состава и термодинамических характеристик расплавов в качестве расчетной была использована модель идеальных растворов продуктов взаимодействия (ИРПВ). На основе данной модели была изучена термодинамика жидких растворов в системе алюминий-гафний. Моделирование проводилось в исходной среде аргона при общем давлении 105 Па. Исследована область температур и составов, соответствующая жидкому состоянию данной системы 2100–2300К. Сопоставление полученных результатов с результатами моделирования в приближении идеального раствора, позволило определить избыточные интегральные термодинамические характеристики расплавов данной системы (энтальпия, энтропия, энергия Гиббса). Показано, что энтальпии смешения закономерно уменьшаются по абсолютному значению с ростом температуры. Найденные значения сравнивались с известными данными интегральных энтальпий смешения для расплавов алюминия с другими переходными элементами III–IV группы (Sc, Ti, Zr). Установлено, что образование жидких сплавов систем Al-Hf, Al-Sc, Al-Ti и Al-Zr сопровождается значительным выделением тепла. Экстремальное значение интегральной энтальпии смешения сплава Al-Hf находится на одном уровне с той же величиной для сплава Al-Ti и по модулю не превышает -32кДж/моль. Компоненты систем Al-Sc и Al-Zr проявляют склонность к более сильному взаимодействию, ΔHmix достигает значения -45кДж/моль. Использованная при ТМ модель ИРПВ позволила адекватно описать термодинамические свойства расплава алюминий-гафний.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
термодинамическое моделирование, избыточные термодинамические функции, расплав, алюминий, гафний, переходные металлы, ассоциаты, интерметаллиды.
DOI: 10.31857/S0235010621010035